HALO Microwave Package next generation - Sub-Millimeter Radiometer (HAMPng-SMR)

• Fachliche Zuordnung: Physik und Chemie der Atmosphäre
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 531848096

Unser Ziel ist es, die HALO-Instrumentierung durch ein neuartiges Submillimeter-Radiometer (SMR) zu ergänzen, das den Frequenzbereich, des HALO-Microwave Package (HAMP) für die nächste Generation (HAMPng-SMR) erweitern wird. Auf diese Weise wollen wir die Möglichkeiten von HALO zur Untersuchung von Wolken und Niederschlag verbessern, die in numerischen Wettervorhersage- und Klimamodellen bekanntermaßen schwer darstellbar sind. Darüber hinaus wird der Einsatz mehrerer Wasserdampfkanäle dazu beitragen den Wasserdampf in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre besser zu verstehen. Die Mikrowellenmessungen von HALO durch HAMP sind derzeit auf Frequenzen unter 200 GHz beschränkt, ähnlich wie bei den heutigen Satelliteninstrumenten. Höhere Frequenzen werden jedoch in der passiven Fernerkundung immer interessanter, da sie die Wolken weiter durchdringen als die klassischen sichtbaren und infraroten Messungen und gleichzeitig empfindlicher für Eispartikel sind als klassische Mikrowellenfrequenzen. Zukünftige Weltraummissionen werden diese bisher ungenutzten Informationen nutzen, wie z. B. der Ice Cloud Imager (ICI) auf MetOp-Second Generation (MetOp-SG), der 2026 gestartet werden soll, und der Arctic Weather Satellite (AWS), der als Prototyp für das EUMETSAT Polar System (EPS) - Sterna-Konstellation von Mikrosatelliten vorgesehen ist. Submillimeter-Kanäle werden auch für geostationäre Anwendungen diskutiert, um die globalen Überwachungsmöglichkeiten von Niederschlägen zu verbessern. Um Submillimeter-Messungen voll auszunutzen und solide Retrieval zu entwickeln, sind detaillierte Informationen über die vertikale Hydrometeor-Verteilung erforderlich. Daher schlagen wir HAMPng-SMR zur Ergänzung der NARVAL-Konfiguration vor, wobei die Synergieeffekte mit Wolkenradar, Lidar, thermischen Imager und dem neu vorgeschlagenen HELICS einzigartige Einblicke in die Wolken versprechen. HAMPng-SMR wird mit 14 Frequenzen zwischen 183 und 448 GHz ausgestattet sein, die mehrere Wasserdampfabsorptionsbänder und Fensterbereiche abdecken, wie sie für die kommenden Satelliten vorgesehen sind. HAMPng-SMR wird im HALO Large Wing Pod (HLWP) installiert werden und blickt entgegen der Flugrichtung mit einem Einfallswinkel von 53° auf die Oberfläche, die ICI Geometrie nachahment. Zur Kalibrierung wird durch eine zweite Öffnung auf der Oberseite des Wing Pods der quasi kosmische Hintergrund als kaltes Ziel beobachtet. Dies kann auch zur Beobachtung des stratosphärischen Wasserdampfs genutzt werden. Mit der hohen Auflösung (< 1 km) wird es möglich sein, die räumliche Variabilität zu validieren, die von Satelliten nicht aufgelöst wird, d.h. 15 km für ICI. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass HAMPng-SMR dazu beitragen wird, (i) wertvolle Erkenntnisse über die Eigenschaften von Eiswolken und die Feuchtigkeit zu gewinnen, (ii) die Entwicklung von Retrieval zu unterstützen und (iii) als Validierungsplattform für die Satelliteninstrumente zu dienen.

• DFG-Verfahren: Großgeräteinitiative
• Großgeräte: HAMPng-SMR Radiometer
• Gerätegruppe: 6420 Meßempfänger, Feldstärkemeßgeräte
• Antragstellende Institution: Universität zu Köln
• Leiter: Dr. Mario Mech
• Mitverantwortlich(e): Professorin Dr. Susanne Crewell